Calcular el campo eléctrico
Elige el caso. Para una carga puntual, escribe la carga (en μC, con signo) y la distancia; para dos placas, la diferencia de potencial y la separación. Con una carga de prueba verás la fuerza que recibe.
En resumen
El campo eléctrico que crea una carga puntual es E = k · q / r², con k = 8,99 · 10⁹ N·m²/C². Una carga de 2 μC a 30 cm crea un campo de 8,99 · 10⁹ · 2 · 10⁻⁶ / 0,3² ≈ 2,0 · 10⁵ N/C. La fuerza sobre otra carga q₀ es F = q₀ · E.
Campo eléctrico de una carga puntual
- E: campo eléctrico, en N/C (o V/m, que es lo mismo).
- k: constante de Coulomb, 8,99 · 10⁹ N·m²/C².
- q: carga que crea el campo, en culombios (1 μC = 10⁻⁶ C), y r: distancia a ella, en metros.
- V: potencial eléctrico, en voltios.
- F: fuerza sobre una carga de prueba q₀ colocada en ese punto.
El campo eléctrico es la fuerza que recibiría cada culombio de carga positiva colocado en ese punto. Sale de las cargas positivas y entra en las negativas.
Ejemplos resueltos
Campo y potencial a 30 cm de una carga de 2 μC
E = 8,99 · 10⁹ · 2 · 10⁻⁶ / 0,3² ≈ 199 800 N/C y V = 8,99 · 10⁹ · 2 · 10⁻⁶ / 0,3 ≈ 59 930 V.
Probar este ejemploFuerza sobre una carga de 1 μC a 10 cm de otra de 5 μC
E = 8,99 · 10⁹ · 5 · 10⁻⁶ / 0,1² ≈ 4,5 · 10⁶ N/C y F = 10⁻⁶ · 4,5 · 10⁶ ≈ 4,5 N.
Probar este ejemploCampo entre placas paralelas
Entre dos placas cargadas con cargas opuestas el campo es prácticamente uniforme: igual en todos los puntos. Es el interior de un condensador. Con 120 V y 2 cm de separación, E = 6000 V/m.
Varias cargas
Los campos se suman como vectores (principio de superposición): calcula el de cada carga en el punto y súmalos con la calculadora de fuerza resultante. Los potenciales, en cambio, se suman como números con su signo.
Un poco de historia
Michael Faraday imaginó en la década de 1830 unas «líneas de fuerza» alrededor de las cargas y los imanes, y James Clerk Maxwell convirtió esa idea en la teoría matemática del campo electromagnético en 1865.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula del campo eléctrico?
E = k · q / r² para una carga puntual (k = 8,99 · 10⁹ N·m²/C²), en N/C. La fuerza sobre otra carga es F = q · E y, entre dos placas, E = V / d. A 30 cm de una carga de 5 µC: E = 8,99 · 10⁹ · 5 · 10⁻⁶ / 0,3² ≈ 5 · 10⁵ N/C.
¿Cómo se calcula el campo eléctrico de una carga?
Con E = k · q / r². Una carga de 2 μC crea a 30 cm un campo de 8,99 · 10⁹ · 2 · 10⁻⁶ / 0,09 = 199 778 N/C.
¿Qué diferencia hay entre campo y potencial eléctrico?
El campo es un vector (fuerza por unidad de carga, en N/C) y el potencial es un número (energía por unidad de carga, en voltios). El campo apunta hacia donde baja el potencial.
¿Qué unidades tiene el campo eléctrico?
Newtons por culombio (N/C), equivalentes a voltios por metro (V/m).
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